本發(fā)明涉及一種降噪結(jié)構(gòu),特別涉及一種發(fā)動機油底殼的降噪結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
內(nèi)燃機是由活塞、連桿曲柄機構(gòu)、配氣機構(gòu)、機體和進、排氣系統(tǒng)、冷卻風扇等多種零部件、系統(tǒng)組成的。在發(fā)動機工作工程中氣缸主要完成空氣的吸入、氣缸內(nèi)燃料的噴射、燃料的燃燒、燃燒后氣體的排出等一系列的復雜的過程,并最終將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械功,與這些過程相關(guān)的零部件噪聲的產(chǎn)生也是十分復雜的,而發(fā)動機整機噪聲就是由和上述過程密切相關(guān)的多種聲源發(fā)出的零部件噪聲組合而成的。
機械噪聲是發(fā)動機中另一種非常重要的噪聲源,一般在汽油機中機械噪聲要高于燃燒噪聲,即使在柴油機中在高轉(zhuǎn)速的情況下機械噪聲也有可能超過燃燒噪聲。它是發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中,各運動零部件受氣體壓力和運動慣性力的周期變化所引起的振動或相互沖擊而產(chǎn)生的。
對現(xiàn)有的汽車發(fā)動機進行測試,結(jié)果表明油底殼的振動幅值相對較大,這是由于油底殼屬于薄壁箱體結(jié)構(gòu),剛性較差。而且其表面為自由端,許多振源的振動都通過油底殼來釋放,因此產(chǎn)生了較大的振動。在測得的油底殼振動信號中,尤以軸向振動最為劇烈,這可能是因為氣缸內(nèi)的壓力引起曲軸軸向變形,導致曲軸止推軸承的軸向壓緊,在止推軸承和曲軸之間形成了一層壓緊的、具有良好傳遞性能的油膜,在內(nèi)燃機點火運行時,燃燒噪聲從曲軸通過傳遞性能良好的油膜軸向傳到止推軸承,并由此傳到機體和油底殼。油底殼是噪聲輻射聲功率較大的部件,也是容易改造的部件,所以對油底殼的成功改造,可以明顯的降低發(fā)動機的噪聲。
現(xiàn)有技術(shù)中雖然也存在針對汽車油底殼進行降噪的技術(shù)方案,但是這些技術(shù)方案大體上都存在這樣的問題:
1、降噪效果不佳,雖然現(xiàn)有技術(shù)中存在多種針對油底殼的降噪方案,但是其技術(shù)效果并不好,這可能是由于這些現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計思路存在缺陷,也有可能是對于具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計不夠精細造成的;
2、改造成本高,目前能夠降噪的方案包括,在油底殼內(nèi)部加筋,在油底殼外部包敷昂貴的阻尼材料等。其中加筋方案需要重新設(shè)計鑄造模具,并且生產(chǎn)薄壁復雜構(gòu)件的成本本身也非常高,所以對油底殼進行改造的成本長期居高不下。雖然油底殼的振動對噪聲的貢獻很大,但是眾所周知的是,油底殼本身對于發(fā)動機性能而言并不起至關(guān)重要的作用,也即,對油底殼的改造,并不會極大的提升發(fā)動機性能。而當前的汽車用戶都非??粗仄嚨男詢r比和汽車動力性能,所以,必然就要求汽車生產(chǎn)者不能對油底殼的改造投入過多成本,所以目前還需要解決改造成本高的問題。
公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解,而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動機油底殼的降噪結(jié)構(gòu),從而克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種發(fā)動機油底殼的降噪結(jié)構(gòu),降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,圓形的孔的直徑為d,圓形的孔的中心距為b,穿孔率σ與d、b之比的平方成正比,并且0.01<σ<0.08,直徑d的范圍為3mm-6.5mm;以及高阻尼隔振橡膠墊,高阻尼隔振橡膠墊設(shè)置于油底殼的頂部端面與曲軸箱的連接面之間,高阻尼隔振橡膠墊包括第一部分、第二部分和第三部分,高阻尼隔振橡膠墊的第一部分和第二部分的截面為長方形,高阻尼隔振橡膠墊的第三部分的截面為梯形,梯形部分的高度(h)為10-30mm,第一部分與第三部分接觸位置形成第一傾斜角(α),第一傾斜角(α)為66-80°,第二部分與第三部分接觸位置形成第二傾斜角(β),第二傾斜角(β)為65-77°,第三部分的底側(cè)邊長度大于第一部分和第二部分的底側(cè)邊長度之和。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,共振吸聲板的厚度范圍為2.5mm-6mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,共振吸聲板的b范圍為14-16mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,第一傾斜角比第二傾斜角大1-3°。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,第一部分的底側(cè)邊長度與第二部分的底側(cè)邊長度相同,并且第三部分的底側(cè)邊長度是第一部分的底側(cè)邊長度的三倍以上。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,共振吸聲板選自金屬板、高阻尼復合板或酚醛板中的一種。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,高阻尼隔振橡膠墊為兩層結(jié)構(gòu),其中上層與曲軸箱的連接面接觸選用丁基橡膠,下層選用丁腈橡膠。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,高阻尼隔振橡膠墊為三層結(jié)構(gòu),其中上層與曲軸箱的連接面接觸選用丁基橡膠,中間層選用聚硫橡膠,下層選用丁腈橡膠。
優(yōu)選地,上述技術(shù)方案中,高阻尼隔振橡膠墊為單層結(jié)構(gòu),選用的氯丁橡膠或丁腈橡膠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:1、降噪效果好,本發(fā)明通過大量的數(shù)值模擬,確定了影響汽車油底殼噪聲的關(guān)鍵因素,并基于這些因素進行了有針對性的結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而有效的降低了噪聲;2、改造成本低,本發(fā)明的油底殼無需加筋,也無需在油底殼或者發(fā)動機某些部分的外殼外側(cè)包敷任何材料,而只需在油底殼側(cè)壁內(nèi)部設(shè)計另外的結(jié)構(gòu)簡單的部件,并在油底殼上部設(shè)計另外的簡單橡膠墊,成本低,改造速度快,并且降噪效果好于現(xiàn)有技術(shù)中加筋且包敷材料的那些技術(shù)方案。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的加共振吸聲板后的油底殼側(cè)壁截面示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的高阻尼隔振橡膠墊與油底殼的截面示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的共振吸聲板俯視示意圖。
主要附圖標記說明:
1-油底殼側(cè)壁,2-共振吸聲板,3-第一部分,4-第三部分,5-第二部分,6-曲軸箱壁,7-高阻尼隔振橡膠墊,8-油底殼。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述,但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。
除非另有其它明確表示,否則在整個說明書和權(quán)利要求書中,術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分,而并未排除其它元件或其它組成部分。
如圖1所示,圖1是根據(jù)本發(fā)明的加共振吸聲板后的油底殼側(cè)壁截面示意圖,其中,油底殼側(cè)壁包括油底殼側(cè)壁1以及附著在油底殼側(cè)壁的共振吸聲板2,油底殼側(cè)壁1與共振吸聲板2的附著方式是本領(lǐng)域公知的任何方式,包括焊接、通過螺栓連接、鉚接、通過耐高溫膠黏劑黏結(jié)等。雖然本發(fā)明無需對共振吸聲板2的圓形孔的位置做出任何限定,但是優(yōu)選的是,圓形孔正對油底殼側(cè)壁1上的梯形凸起,換言之,圓形孔的圓心與油底殼側(cè)壁1上的梯形凸起的中點共線,并且該線垂直于共振吸聲板2的表面。從而,噪聲的聲波振動將傳至油底殼側(cè)壁1與共振吸聲板2之間的空腔,噪聲的能量將通過空腔中的空氣的振動耗散,故而降低油底殼本身的振動,降低噪聲。
如圖2所示,圖2是根據(jù)本發(fā)明的高阻尼隔振橡膠墊與油底殼的截面示意圖,其中包括曲軸箱壁6,高阻尼隔振橡膠墊7,油底殼8。從圖中可見,高阻尼隔振橡膠墊7包括三部分,第一部分3,第三部分4,第二部分5,其中(從左向右看),第一部分3開始于曲軸箱壁6,高阻尼隔振橡膠墊7和油底殼8組合體的側(cè)邊,終止于高阻尼隔振橡膠墊7梯形結(jié)構(gòu)開始的位置,第二部分5開始于高阻尼隔振橡膠墊7梯形結(jié)構(gòu)結(jié)束的位置,終止于曲軸箱壁6,高阻尼隔振橡膠墊7和油底殼8組合體的另一側(cè)邊。其中第一部分3與第三部分4接觸處存在一角度(第一傾斜角,圖中已用圓圈標出α),第三部分4與第二部分5接觸處存在一角度(第二傾斜角,圖中已用圓圈標出β)。從圖中還可以看出第一部分3和第二部分5的截面均成矩形,第三部分4成梯形。此外,梯形部分的高度(h)為10-30mm,第一傾斜角(α)為65-80°,第二傾斜角(β)為65-80°,第三部分的底側(cè)邊長度大于第一部分和第二部分的底側(cè)邊長度之和。雖然圖中未示出(由于差異小,圖中很難表現(xiàn),但是該細微差異非常重要),但是優(yōu)選的是,第一傾斜角比第二傾斜角大1-3°。經(jīng)過數(shù)值模擬,該角度上的差異可以更好的提高降噪效果。雖然圖中未示出,但是優(yōu)選的是,高阻尼隔振橡膠墊為兩層結(jié)構(gòu),其中上層與曲軸箱的連接面接觸選用丁基橡膠,下層選用丁腈橡膠,高阻尼隔振橡膠墊為三層結(jié)構(gòu),其中上層與曲軸箱的連接面接觸選用丁基橡膠,中間層選用聚硫橡膠,下層選用丁腈橡膠,高阻尼隔振橡膠墊為單層結(jié)構(gòu),選用的氯丁橡膠或丁腈橡膠。
如圖3所示,圖3是根據(jù)本發(fā)明的共振吸聲板俯視示意圖,可見共振吸聲板2上均勻分布多個圓形孔,其中,圓形的孔的直徑為d,圓形的孔的中心距為b,穿孔率σ與d、b之比的平方成正比,并且0.01<σ<0.08,優(yōu)選的,直徑d的范圍為3mm-6.5mm,共振吸聲板的厚度范圍為2.5mm-6mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d,共振吸聲板的b范圍為14-16mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d。
以下將針對各個參數(shù)、形狀或本發(fā)明的任何優(yōu)選選擇進行數(shù)值模擬驗證,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,數(shù)值模擬的結(jié)果一般與實際結(jié)果相差不大,至少能夠反映與實際情況相同的趨勢。此外,本發(fā)明將僅在實施例1中介紹詳細的油底殼整體的配置,在其它實施例中只說明使用哪些數(shù)值替換實施例1中的數(shù)值,以免使得說明書過于冗長。
實施例1:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,圓形的孔的直徑為d,圓形的孔的中心距為b,穿孔率σ與d、b之比的平方成正比,并且σ是0.01,直徑d為3mm;以及高阻尼隔振橡膠墊,高阻尼隔振橡膠墊設(shè)置于油底殼的頂部端面與曲軸箱的連接面之間,高阻尼隔振橡膠墊包括第一部分、第二部分和第三部分,高阻尼隔振橡膠墊的第一部分和第二部分的截面為長方形,高阻尼隔振橡膠墊的第三部分的截面為梯形,梯形部分的高度(h)為10mm,第一部分與第三部分接觸位置形成第一傾斜角(α),第一傾斜角(α)為66°,第二部分與第三部分接觸位置形成第二傾斜角(β),第二傾斜角(β)為65°,第三部分的底側(cè)邊長度大于第一部分和第二部分的底側(cè)邊長度之和。其中,共振吸聲板的厚度為2.5mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d,共振吸聲板的b范圍為14mm。第一傾斜角比第二傾斜角大1°,第一部分的底側(cè)邊長度與第二部分的底側(cè)邊長度相同,并且第三部分的底側(cè)邊長度是第一部分的底側(cè)邊長度的三倍以上,高阻尼隔振橡膠墊為兩層結(jié)構(gòu),其中上層與曲軸箱的連接面接觸選用丁基橡膠,下層選用丁腈橡膠。
實施例2:
將實施例1中部分參數(shù)進行如下替換:σ是0.08,直徑d為6.5mm;梯形部分的高度(h)為30mm,第一傾斜角(α)為80°第二傾斜角(β)為77°,第三部分的底側(cè)邊長度大于第一部分和第二部分的底側(cè)邊長度之和。其中,共振吸聲板的厚度為6mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d,共振吸聲板的b范圍為16mm。第一傾斜角比第二傾斜角大3°,第一部分的底側(cè)邊長度與第二部分的底側(cè)邊長度相同,并且第三部分的底側(cè)邊長度是第一部分的底側(cè)邊長度的三倍以上,高阻尼隔振橡膠墊為三層結(jié)構(gòu),其中上層與曲軸箱的連接面接觸選用丁基橡膠,中間層選用聚硫橡膠,下層選用丁腈橡膠。
實施例3:
將實施例1中的部分參數(shù)進行如下替換:σ是0.04,直徑d為5mm;梯形部分的高度(h)為20mm,第一傾斜角(α)為70°第二傾斜角(β)為68°,第三部分的底側(cè)邊長度大于第一部分和第二部分的底側(cè)邊長度之和。其中,共振吸聲板的厚度為4mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d,共振吸聲板的b范圍為15mm。第一傾斜角比第二傾斜角大2°,第一部分的底側(cè)邊長度與第二部分的底側(cè)邊長度相同,并且第三部分的底側(cè)邊長度是第一部分的底側(cè)邊長度的三倍以上,高阻尼隔振橡膠墊為單層結(jié)構(gòu),選用的氯丁橡膠或丁腈橡膠。
以下將介紹對比例,本發(fā)明僅針對實施例1涉及對比例,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到的是,實施例1與相應對比例的對比結(jié)果,也必然可以適用于其它實施例,這種趨勢是由本發(fā)明的設(shè)計本身所帶來的,所以無需對所有實施例都進行有針對性的驗證。
對比例1:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,圓形的孔的直徑為d,圓形的孔的中心距為b,穿孔率σ與d、b之比的平方成正比,并且σ是0.01,直徑d為3mm;其中,共振吸聲板的厚度為2.5mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d,共振吸聲板的b范圍為14mm。沒有共振吸聲板。
對比例2:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為方形,其余設(shè)置與實施例1相同。
對比例3:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,圓形的孔的直徑為d,圓形的孔的中心距為b,穿孔率σ與d、b之比的平方成正比,并且σ是0.005,其余設(shè)置與實施例1相同。
對比例4:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,直徑d為2mm,其余設(shè)置與實施例1相同。
對比例5:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,高阻尼隔振橡膠墊包括第一部分、第二部分和第三部分,高阻尼隔振橡膠墊的第一部分和第二部分的截面為長方形,高阻尼隔振橡膠墊的第三部分的截面為梯形,梯形部分的高度(h)為5mm,其余設(shè)置與實施例1相同。
對比例6:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,以及高阻尼隔振橡膠墊,高阻尼隔振橡膠墊設(shè)置于油底殼的頂部端面與曲軸箱的連接面之間,高阻尼隔振橡膠墊包括第一部分、第二部分和第三部分,高阻尼隔振橡膠墊的第一部分和第二部分的截面為長方形,高阻尼隔振橡膠墊的第三部分的截面為梯形,第一部分與第三部分接觸位置形成第一傾斜角(α),第一傾斜角(α)為50°,第二部分與第三部分接觸位置形成第二傾斜角(β),第二傾斜角(β)為50°,其余設(shè)置與實施例1相同。
對比例7:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,以及高阻尼隔振橡膠墊,高阻尼隔振橡膠墊設(shè)置于油底殼的頂部端面與曲軸箱的連接面之間,高阻尼隔振橡膠墊包括第一部分、第二部分和第三部分,高阻尼隔振橡膠墊的第一部分和第二部分的截面為長方形,高阻尼隔振橡膠墊的第三部分的截面為梯形,第一部分與第三部分接觸位置形成第一傾斜角(α),第一傾斜角(α)為75°,第二部分與第三部分接觸位置形成第二傾斜角(β),第二傾斜角(β)為65°,其余設(shè)置與實施例1相同。
對比例8:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,其中,共振吸聲板的厚度為2mm,且共振吸聲板的厚度小于直徑d,共振吸聲板的b范圍為12mm,其余設(shè)置與實施例1相同。
對比例9:
降噪結(jié)構(gòu)包括:發(fā)動機油底殼;共振吸聲板,共振吸聲板設(shè)置于發(fā)動機油底殼的側(cè)壁內(nèi)側(cè),共振吸聲板上設(shè)置有數(shù)個貫穿孔,共振吸聲板上的孔為圓形,高阻尼隔振橡膠墊為四層結(jié)構(gòu),其中上兩層丁基橡膠,下兩層選用丁腈橡膠。
注:以對比例9的噪聲等級為基準,測量其它實施例或?qū)Ρ壤慕翟胄Ч?/p>
前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式,并且很顯然,根據(jù)上述教導,可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用,從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。